汽车蓄电池是怎么工作的?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-15
汽车蓄电池的工作原理

蓄电池的工作原理是充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出,比如生活中常用的手机电池等。蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置,是按可再充电设计,通过可逆的化学反应实现再充电,通常是指铅酸蓄电池,是电池中的一种,属于二次电池。
蓄电池的工作原理是充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出,比如生活中常用的手机电池等。蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置,是按可再充电设计,通过可逆的化学反应实现再充电,通常是指铅酸蓄电池,是电池中的一种,属于二次电池。

它用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。普通铅蓄电池在使用一段时间后要补充硫酸,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。

汽车上使用的蓄电池都是铅酸蓄电池,是一种将化学能转换成电能的装置,是可逆的低压直流电源。它的作用是在发动机起动时,向起动机、点火系统等主要用电设备供电,以及在发电机电力不足时协助供电,同时还可以吸收电路中瞬间的过电压,以保护用电设备。根据结构的不同,大致可以分为普通型蓄电池、免维护蓄电池、干荷电蓄电池以及胶体蓄电池,总体结构都是由极板、电解液、隔板和壳体这几大部分构成的。

铅酸蓄电池中的“铅酸”是指蓄电池中极板和电解液的材料。其中的“铅”是指极板的材料,极板又分为正极板和负极板,在正极板上是二氧化铅,在负极板上是纯铅;所谓的“酸”是指电解液的材料,它是由纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的硫酸水溶液(密度为1.24~1.31克/立方厘米),具有一定的腐蚀性。电解液的密度对蓄电池的容量和寿命有很大的影响,一般密度越高,蓄电池的充电量越足,冰点也越低,在寒冷的冬季也不会结冰;如果电解液的密度很低时,蓄电池的电量基本就放光了,此时的电瓶在寒冷的地区有结冰的危险。

蓄电池的工作过程就是这些“铅酸”相互转换的过程。在静止状态下,在正极板处,二氧化铅与硫酸作用生成带正电荷的铅离子沉浮在正极板上,使正极板具有2V的正电位;在负极板处,纯铅电离为铅离子和电子,两个电子留在负极板上,使负极板具有约-0.1V的负电位;这样在正负极之间就形成了大约2.1V的电位差,这就是铅酸蓄电池能够建立起电动势的原理。

那么蓄电池在工作过程中,“铅酸”又是怎样转换的呢?

蓄电池在放电时,硫酸与正负极板上的铅和二氧化铅发生化学反应,生成了硫酸铅和水,在这个过程中有大量的电子从负极板流向正极板,从而形成了放电电流;由于电解液中水分的增加,电解液的密度是逐渐下降的,放电越多,电解液的密度越低;随着反应的进行,极板上的硫酸铅越来越多,反应的速度越来越慢,放电也就越来越少了;当极板上大部分被硫酸铅覆盖的时候,反应基本就终止了,这时候就是所说的“电放没了”,电解液的密度也下降到了最低。
蓄电池在充电时,在外界电源的作用下,极板上的硫酸铅还原成了纯铅和二氧化铅,电解液中的水还原成硫酸,同时有大量的电子从正极板返回负极板,从而形成了充电电流;随着充电的进行,电解液中的硫酸越来越多,电解液的密度是逐渐增加的,充电越足,电解液的密度越高;但是当极板上的硫酸铅全部转化完后,电解液的密度也达到了最高,此时如果继续充电,这些电就会电解水了,生成了氢气和氧气,这就是充电过程中蓄电池里面会“冒泡”的原因。

所以,铅酸蓄电池的充放电过程,其实就是蓄电池中硫酸与纯铅和二氧化铅的化学反应过程,在这个过程中会伴随着电解液密度的变化。因此检验电解液的密度就可以大致判断出蓄电池的充电状态,并且利用这个原理制作出了蓄电池电量指示器。

早期的蓄电池是开放式的,在每一个单格电池上都有一个通气孔,因此会有一部分电解液从这个孔中挥发出去,另外充电过程中产生的氢气和氧气也从这个孔中逸出,因此电解液会越来越少,使用中需要定期添加并调整电解液的密度。后来人们研制出了免维护蓄电池,这种蓄电池的特点是采用了安全通气孔,在通气室中设置了氧化铝过滤器和钯催化剂,阻止内部硫酸蒸气的排出,减少了腐蚀作用,并使化学反应中产生的氢离子和氧离子再结合,生成水返回电解液中,从而减少了水份的消耗。免维护蓄电池的使用寿命较长,使用过程中不需要添加电解液,自行放电少,不需要补充充电,因此在轿车上得到广泛应用,并将逐渐取代现有的普通铅酸蓄电池。

这种铅酸电瓶最怕两件事:低温和过度放电。实践证明,当环境温度每升高1°C的时候,电池的容量也会相应的增加0.8%;反之,当环境温度降低1°C的时候,电池的容量也会对应的减少0.8%!当气温低至-10°C时,电瓶的容量只有正常值的72%;当温度低至-20°C时,电瓶的容量只有正常值的64%;另外,汽车电瓶都是浅充浅放的铅酸电瓶,过度放电是对电瓶的极大伤害。数据表明,当电瓶的电量完全放掉然后再充电,最多只能充到原来容量的80%。所以,我们在日常使用中一定要避免这两种情况的发生,比如不要频繁的启动发动机,不要停车后大量使用电瓶的电能,等等。

蓄电池是一种电能与化学能的转换装置。

  • 汽车蓄电池的工作原理是什么,怎样才能延长它的寿命?
    答:如今的车子上的用电设备越来越多,电子元件也越来越多,因此蓄电池的使用机率也越来越多,如打开车辆的电门,车辆通电,但是没有启动车辆,这个时候使用车辆的用电设备,听音乐,行车记录仪工作,给手机充电,打开车辆的大灯等等。这些对蓄电池的使用寿命一定会造成影响的。因为这个时候车辆没有启动,发电机...
  • 电动汽车汽车蓄电池的工作原理是什么?
    答:电动汽车蓄电池的单格电池发生的化学反应是可逆的。一般认为格拉斯顿和特拉普于1882年创立的双极硫酸盐化理论能较确切地说明蓄电池中的化学反应过程。蓄电池正极板的活性物质是二氧化铅,负极物质是海绵状纯铅,电解液是硫酸的水溶液。根据双硫化理论,铅蓄电池中正极板上的活性物质是二氧化铅,负极板上市...
  • 汽车发电机和电瓶怎么工作的,电路。又是怎么回路的
    答:发电机调节器切断(或降低)励磁,使全车电压稳定在这个电压上,以利于蓄电池的充电 回答补充: 当发电机电压高于蓄电池端电压时,充电;低于时,放电。汽车发电机是汽车的主要电源,其功用是在发动机正常运转时(怠速以上),向所有用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电。整体交流发电机的工作...
  • 蓄电池的充电和放电过程是怎样的?
    答:蓄电池工作原理简单说就是充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出。蓄电池用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用百分之1.28的稀硫酸作电解质。蓄电池充放电:在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。...
  • 蓄电池的充电和放电过程是怎样的?
    答:3、电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。4、在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液。切忌用饮用纯净水代替。因为纯净水中含有多种微量元素,对蓄电池会造成不良影响。5、在启动汽车时,不间断地使用启动机会导致蓄电池因过度放电而损坏。正确的使用办法是每次发动车的时间总长...
  • 汽车在启动后,蓄电池还有着哪些作用?
    答:只有当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力时,蓄电池会协助发电机向各种用电设备供电,此时蓄电池是放电的,属于一种辅助电源。如果车上有大功率的电气设备,它的用电量超过了发电机的供电能力,此时的蓄电池就会参与工作,也给这个设备供电。注意:在此时发电机已经无力再给蓄电池充电,全部的...
  • 汽车发动机工作时蓄电池也在供电吗?
    答:还向全车供电。蓄电池此时处于被充状态,不向外供电。发动机熄火后,发电机停止工作,蓄电池立即向用电器供电。当钥匙开关转到最初一档后,点火系统的用电器、仪表盘等用电器被关掉,但电池仍然会向大、小灯、转向灯、驾驶室照明灯以及遥控锁供电。所以驾驶员离开汽车时一定不要忘记把灯关掉。
  • 电瓶是什么东西,作用是什么?电瓶与蓄电池什么关系?
    答:2.当发动机停止运转或低怠速的时候,由它给汽车用电设备供电;3.当出现用电需求超过发电机供电能力时,蓄电池也参加供电;4.蓄电池起到了整车电系的电压稳定器的作用,能够缓和点系中的冲击电压,保护汽车上的电子设备;5.在发电机正常工作时,蓄电池将发电机发出的多余的电能存储起来。
  • 蓄电池的充电和放电过程是怎样的?
    答:找出落后电池的容量,测量电池的容量,得到电池组的容量。电池充放电测试仪的主要功能:1、具有电池组的恒流放电功能。恒流放电电流:0-30A连续可调,可满足电力工作电源20V电池组容量的精确测量。2、具有电池组智能充电功能。充电流:0-30A连续可调,可满足电池组的充电维护。
  • 汽车中蓄电池是起什么作用?
    答:汽车的蓄电池是汽车的重要组成部件,如果没有了蓄电池,车辆连正常起动都困难,蓄电池不仅可以为车辆提供电能,还能储存电能,这是蓄电池名称的由来,供电"和"蓄电"分别对应蓄电池的放电和充电过程,蓄电池属于直流电源。凡是在关闭发动机后仍然长时间使用车内用电设备的操作,都会导致蓄电池过度放电,例如...